車載用レーダー装置
【課題】
本発明では、車両横方向の対象物を検出可能で狭あいな空間においても実装可能な車載用レーダー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
上記目的を達成するため、本願発明は、送信波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信波をアンテナ面に略平行な方向に放射する平面型送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波をアンテナ面に略平行な方向から受信する平面型受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、前記送信波を車両の略横方向に放射するよう車両のタイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着されていることを特徴とする車載用レーダー装置である。
本発明では、車両横方向の対象物を検出可能で狭あいな空間においても実装可能な車載用レーダー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
上記目的を達成するため、本願発明は、送信波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信波をアンテナ面に略平行な方向に放射する平面型送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波をアンテナ面に略平行な方向から受信する平面型受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、前記送信波を車両の略横方向に放射するよう車両のタイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着されていることを特徴とする車載用レーダー装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、ミリ波、又は準ミリ波帯を用いた車載用レーダー装置に関する。特に、高さ方向の寸法を低く抑えた平面型のアンテナを備えた車載用レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミリ波を利用して車両周辺の障害物を検出する車載レーダー装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、高周波回路とアンテナとを一体化したレーダーモジュールが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載されているレーダーモジュールは車両に搭載する場合、アンテナが形成された基板面を検出方向に向けるようにして車両に搭載される。これは、パッチアレーアンテナを用いているため、アンテナ指向性が基板面に垂直な正面方向に形成されているためである。
【特許文献１】再公表ＷＯ２００３／０４０７５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているパッチアレーアンテナを備えたレーダーモジュールに車両前方又は後方の対象物を検出させる場合において、上記レーダーモジュールを車両前面や後面に搭載するときには、通常、バンパー内に搭載される。
【０００５】
一方、上記レーダーモジュールに車両横方向の対象物を検出させるためには、車両側面に搭載する必要がある。この場合、特許文献１に記載されている立体構造のレーダー装置では、別途穴を設けることができない車両の側面への搭載は不向きであり、車両の横方向の対象物の検出に大きな課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願第一発明では、車載用レーダー装置を、車両の側面に別途穴を設けることのない、タイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着することとした。
【０００７】
ここで、車載用レーダー装置を車両床下やタイヤハウスの内部上面に実装する場合、レーダーモジュールの実装空間を十分に確保できない。つまり、車両床下では、地面との距離に制限があるため、必要以上にレーダーモジュールを車両床下から突出させることができず、タイヤハウスでは、タイヤとの接触の恐れがあるため、必要以上にレーダーモジュールをタイヤハウスの内部上面から突出させることができない。
【０００８】
そこで、本願第一発明では、アンテナ面に略平行な方向に送信波を放射し又は受信波を受信する平面型のアンテナを備えた車載用レーダー装置を車両の特定の位置に配置することとした。
【０００９】
具体的には、本願第一発明は、送信波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信波をアンテナ面に略平行な方向に放射する平面型送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波をアンテナ面に略平行な方向から受信する平面型受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、前記送信波を車両の略横方向に放射するよう車両のタイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着されていることを特徴とする車載用レーダー装置である。
【００１０】
本発明の車載用レーダー装置は、アンテナ面に略平行な方向に送信波を放射し又は受信波を受信する平面型のアンテナを備えるため、装置全体の厚さを薄くすることが可能で、十分な実装空間を確保できない場所においても装着して車両の横方向の対象物を検知することができる。
【００１１】
上記第一発明において、前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることが望ましい。
【００１２】
本発明の車載用レーダー装置は、エンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることにより車載用レーダー装置の薄型化が可能である。
【００１３】
上記第一発明において、前記平面型送信アンテナの電磁波の導波方向に平行な導電体板が配置されていることが望ましい。
【００１４】
本発明の車載用レーダー装置は、アンテナ面と導電体板との距離を調整することによって、垂直平面内の指向性を調整することができる。
【００１５】
上記第一発明において、前記平面型送信アンテナと前記導電体板との間に誘電体が配置されていることが望ましい。
【００１６】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型送信アンテナと導電体板との間に誘電体を配置することにより、平面型送信アンテナと導電体板との距離を短くして車載用レーダー装置のさらなる薄型化が可能である。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本願第二発明では、車両の略横方向に送信波を放射し又は受信波を受信する平面型のアンテナを車両の特定のウィンドに形成することとした。
【００１８】
具体的には、本願第二発明は、送信波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信波を車両の略横方向に放射する平面型送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波を前記車両の略横方向から受信する平面型受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、前記平面型送信アンテナ及び前記平面型受信アンテナは、リヤウィンド又はサイドウィンドに形成されていることを特徴とする車載用レーダー装置である。
【００１９】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型のアンテナをリヤウィンド又はサイドウィンドに形成して車両の横方向の対象物を検知することができる。
【００２０】
上記第二発明において、リヤウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることが望ましい。
【００２１】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型送信アンテナをエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることにより、平面型送信アンテナをリヤウィンドに形成しつつ車両の横方向の対象物に向けて送信波を放射し又は受信波を受信することができる。
【００２２】
上記第二発明において、サイドウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがブロードサイドアレイアンテナであることが望ましい。
【００２３】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型送信アンテナをブロードサイドアレイアンテナとすることにより、平面型送信アンテナをサイドウィンドに形成しつつ車両の横方向の対象物に向けて送信波を放射し又は受信波を受信することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、車両横方向の対象物を検出可能で狭あいな空間においても実装可能な車載用レーダー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の車載用レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図であって、車載用レーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【００２７】
図１において、１１は送信信号を出力する信号出力回路、１２は搬送波周波数で発振する発振器、１３は送信信号を基に送信波を生成する変調回路、１４は送信波を放射する平面型送信アンテナ、２１は対象物からの受信波を受信する平面型受信アンテナ、２２は受信波を復調する復調回路である。
【００２８】
送信回路には、信号出力回路１１、変調回路１３及び発振器１２が含まれる。受信回路には、発振器１２及び復調回路２２が含まれる。
【００２９】
信号出力回路１１は、送信信号を発生する。この送信信号は、パルス波でも、三角波のような連続波でもよく、車両近傍の対象物を検出できるものであればよい。
【００３０】
変調回路１３は、信号出力回路１１からの送信信号と発振器１２からの搬送波を混合して、送信波を出力する。搬送波の周波数は、１００ＧＨｚ以下が望ましい。１００ＧＨｚ以上の周波数では、空気中の伝搬損失が大きく車載用レーダー装置１００の検出距離限界が短くなる。
【００３１】
平面型送信アンテナ１４は、変調回路１３からの送信波を放射する。平面型受信アンテナ２１は、平面型送信アンテナ１４からの送信波のうち対象物で反射した受信波を受信する。なお、平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１の詳細については、後述する。
【００３２】
復調回路２２は、平面型受信アンテナ２１からの受信波を復調して受信信号を出力する。復調に際しては、例えば、同期検波や包絡線検波等の非同期検波の通常の技術で実現できる検波方式を適用することができる。本実施形態では、車載用レーダー装置１００の使用する周波数帯のローカル信号を発振器１２で発生させ、発生させたローカル信号に基づいて同期検波することとした。以上の構成により、送信波を放射したタイミングと受信波を受信したタイミングとが分かるので、車載用レーダー装置１００は、対象物を検知し対象物までの距離を検出することができる。
【００３３】
ここで、平面型送信アンテナ１４の構成について説明する。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る車載用レーダー装置の概略構成図である。また、図３は、平面型のアンテナを示した概略構成図である。
【００３５】
図２において、２４は平面型のアンテナ、２６は平面型のアンテナのアンテナ面、２７は筺体、２８は平面型のアンテナの指向性、２９は筺体を装着する装着面である。また、図３において、３４は平面型のアンテナ、３６は平面型のアンテナのアンテナ面、３８は平面型のアンテナの指向性、３９は平面型のアンテナが形成された装着面である。
【００３６】
図２に示す筺体２７は、図１で説明した車載用レーダー装置１００の信号出力回路１１、発振器１２、変調回路１３及び復調回路２２を内部に収容することができる。これにより、筺体２７と平面型のアンテナ２４とで車載用レーダー装置１０１を構成することができる。
【００３７】
図２に示す平面型のアンテナ２４は、アンテナ面２６に平行な方向に指向性２８を有し、平面型のアンテナ２４から送信波を指向性２８のようにアンテナ面２６に略平行な方向に放射する。車載用レーダー装置１０１は、車両での配置位置に併せて、平面型のアンテナ２４のアンテナ面２６が装着面２９に平行となるように装着面２９に装着して、アンテナ面２６の垂直方向への厚みが薄い車載用レーダー装置とすることができる。一方、平面型のアンテナ２４のみを装着面２９に形成することもできる。例えば、装着面２９にアンテナのパターンを印刷して形成することができる。図１に示す平面型送信アンテナ１４は、車両での配置位置に併せて、図２の平面型のアンテナ２４に示すように、アンテナ面２６の垂直方向への厚みが薄い平面型の送信アンテナとすることもできる。
【００３８】
図３に示す平面型のアンテナ３４は、アンテナ面３６に垂直方向に指向性３８を有し、平面型のアンテナ３４から送信波を指向性３８のようにアンテナ面３６の垂直方向に放射する。また、図３に示す平面型のアンテナ３４は、アンテナ面３６を車両の装着面３９に平行に形成する。図１に示す平面型送信アンテナ１４は、車両での配置位置に併せて、図３の平面型のアンテナ３４に示すように、アンテナ面３６の垂直方向への厚みが薄い平面型の送信アンテナとすることもできる。
【００３９】
次に、図１の平面型受信アンテナ２１の構成について説明する。
【００４０】
図１に示す平面型受信アンテナ２１は、図２及び図３で説明した平面型のアンテナと全く同様の構成で、受信波を受信する平面型の受信アンテナとすることができる。図１の平面型受信アンテナ２１を図２に示す平面型のアンテナ２４と同様の構成とした場合には、図１に示す平面型受信アンテナ２１は、図２のアンテナ面２６を装着面２９に平行としアンテナ面２６に平行な方向に指向性２８を有して、指向性２８のようにアンテナ面２６に略平行な方向から到来する受信波を受信する。一方、平面型受信アンテナ２１を図３に示す平面型のアンテナ３４と同様の構成とした場合には、図１に示す平面型受信アンテナ２１は、図３のアンテナ面３６の垂直方向に指向性３８を有し、指向性３８のようにアンテナ面３６の垂直方向から到来する受信波を受信する。
【００４１】
また、図１の平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１は、送受兼用アンテナとしてもよい。本実施形態の車載用レーダー装置１００の場合、送受兼用アンテナとして、アンテナの実装スペースをコンパクトにすることができる。
【００４２】
ここで、図１の車載用レーダー装置１００及び平面型送信アンテナ１４の車両における配置について説明する。図４は、本実施形態に係る車載用レーダー装置及び平面型送信アンテナの車両における配置を示した概略図である。図４において、（１）は車両の側面図であり、（２）は車両の上面図である。
【００４３】
図４において、５０は車両、４０はタイヤ、４１は車両のタイヤを収容するタイヤハウス、４２は車両床下、４３は車両のサイドウィンド、４４は車両のリヤウィンド、４５はサイドミラー、４７ａ、４７ｂはそれぞれ別個の平面型送信アンテナ、１００ａ、１００ｂ、１００ｃはそれぞれ別個の車載用レーダー装置である。
【００４４】
図１に示す車載用レーダー装置１００は、平面型送信アンテナ１４をアンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４とし及び平面型受信アンテナ２１をアンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、図４の車載用レーダー装置１００ａに示すようにタイヤハウス４１、車載用レーダー装置１００ｂに示すように車両床下４２、若しくは車載用レーダー装置１００ｃに示すようにサイドミラー４５に装着する。
【００４５】
ここで、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃをそれぞれタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドミラー４５に装着する場合、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの平面型送信アンテナ及び平面型受信アンテナは、図２の平面型のアンテナ２４の指向性を図４の車両５０の進行方向４６に対して略横方向に一致させるようにして、且つ図２の平面型のアンテナ２４のアンテナ面２６が図４の車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃを装着する装着面（図２の車載用レーダー装置１０１の装着面２９に相当する面）に平行となるように装着する。
【００４６】
このように車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃを車両５０に装着することで、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、各車載用レーダー装置の平面型送信アンテナにより各アンテナに対応する送信波４８ａ、４８ｂ、４８ｃを車両５０の進行方向４６に対して略横方向に放射することができる。また、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、各車載用レーダー装置の平面型受信アンテナにより各アンテナに対応する受信波５１ａ、５１ｂ、５１ｃを車両５０の進行方向４６に対して略横方向から受信することができる。なお、車両５０は、進行方向４６の反対の方向にも進行し、この場合も、当然に車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、各車載用レーダー装置の平面型送信アンテナから車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向に各アンテナに対応する送信波４８ａ、４８ｂ、４８ｃを放射し、各車載用レーダー装置の平面型受信アンテナにより各アンテナに対応する受信波５１ａ、５１ｂ、５１ｃを車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向から受信する。
【００４７】
このように、図１に示す本実施形態の車載用レーダー装置１００は、平面型送信アンテナ１４としてアンテナ面に略平行な方向に送信波を放射する平面型送信アンテナを備え、平面型受信アンテナ２１としてアンテナ面に略平行な方向からの受信波を受信する平面型受信アンテナを備えるため、アンテナ面が車載用レーダー装置を装着する面に平行となるように装着することで装置全体の厚さを薄くすることが可能で、図４に示すように十分な実装空間を確保できない場所であるタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドミラー４５に装着して車両５０の横方向の対象物を検知することができる。
【００４８】
また、図１に示す平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１は、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、平面型送信アンテナ４７ａ及び平面型受信アンテナ４９ａに示すように車両５０のリヤウィンド４４に形成し、又はアンテナ面の垂直方向に指向性を有する図３の平面型のアンテナ３４として、平面型送信アンテナ４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ｂに示すように車両５０のサイドウィンド４３に形成する。
【００４９】
ここで、図１の平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１は、図２に示す平面型のアンテナ２４の指向性を図４の車両５０の進行方向４６に対して略横方向に一致させるようにして車両５０のリヤウィンド４４に形成する。また、図３の平面型のアンテナ３４の指向性を図４の車両５０の進行方向４６に対して略横方向に一致させるようにして車両５０のサイドウィンド４３に形成する。なお、図４では、平面型送信アンテナ４７ａ、平面型受信アンテナ４９ａ、平面型送信アンテナ４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ｂを車両５０にそれぞれ別に設けたが、前述のように、平面型送信アンテナ４７ａ及び平面型受信アンテナ４９ａ、平面型送信アンテナ４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ｂは、それぞれ送受兼用アンテナとすることもできる。
【００５０】
このように平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ａ、４９ｂを車両５０に形成することで、平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂは、各アンテナに対応する送信波４８ｄ、４８ｅを車両５０の進行方向４６に対して略横方向に放射する。また、平面型受信アンテナ４９ａ、４９ｂは、各アンテナに対応する受信波５１ｄ、５１ｅを車両５０の進行方向４６に対して略横方向から受信する。なお、車両５０は、進行方向４６の反対の方向にも進行し、この場合も、当然に平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂは、各アンテナに対応する送信波４８ｄ、４８ｅを車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向に放射し、平面型受信アンテナは、各アンテナに対応する受信波５１ｄ、５１ｅを図４に示す車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向から受信する。
【００５１】
このように、図１に示す本実施形態の車載用レーダー装置１００は、平面型送信アンテナ１４として車両の略横方向に送信波を放射する平面型送信アンテナを備え、平面型受信アンテナ２１として平面型送信アンテナ１４からの送信波のうち対象物で反射した受信波を受信する平面型受信アンテナを備えるため、図４に示す平面型送信アンテナ及び平面型受信アンテナをリヤウィンド４４又はサイドウィンド４３に形成して車両５０の横方向の対象物を検知することができる。
【００５２】
本実施形態では、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ並びに平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ａ、４９ｂは、それぞれ進行方向４６に対して車両５０の右側側面に配置しているが、当然に左側側面に配置して、進行方向４６に対して車両５０の左側の略横方向に各アンテナに対応する送信波を放射し、又進行方向４６に対して車両５０の左側の略横方向から各アンテナに対応する受信波を受信することもできる。また、車載用レーダー装置１００ａは、車両５０の前輪側のタイヤハウス４１に配置したが、当然に車両５０の後輪側のタイヤハウスに配置することもできる。また、本実施形態では、車両５０のサイドウィンド４３を、セダン等の車両の後部座席側に配置された三角窓としたが、サイドウィンドとして、例えば、ワゴン車等の車両の前席側に配置された三角窓若しくは固定窓、又はクーペ等の車両の後部窓を採用することとしてもよい。
【００５３】
ここで、図１の平面型送信アンテナ１４は、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、図１の車載用レーダー装置１００を図４に示す車両５０のタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドウィンド４３に装着することとした場合、エンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることが望ましい。
【００５４】
図５に、本実施形態に係るエンドファイアアレイアンテナの概略構成図を示す。図５において、（１）はエンドファイアアレイアンテナの上面図であり、（２）はエンドファイアアレイアンテナの側面図である。また、図６に、本実施形態に係る進行波アンテナの概略構成図を示す。図６において、（１）は進行波アンテナの上面図であり、（２）は進行波アンテナの側面図である。
【００５５】
図５において、５５は送信波を放射するアンテナ、５６はアンテナのアンテナ面、５７はアンテナから放射される送信波の放射方向、５８はアンテナを実装させる導電体板である。また、図６において、６５は送信波を放射するアンテナ、６６はアンテナのアンテナ面、６７はアンテナから放射される送信波の放射方向、６８はアンテナを実装させる導電体板である。
【００５６】
図５に示すエンドファイアアレイアンテナ５４は、線状のアンテナ５５を導電体板５８上に並列に配置したアンテナで送信波を放射方向５７のようにアンテナ面５６に略平行な方向に放射する。また、図６に示す進行波アンテナ６４は、線状のアンテナ６５を導電体板６８上に配置したアンテナで送信波を放射方向６７のようにアンテナ面６６に略平行な方向に放射する。このように、図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４は、送信波を放射するアンテナが線状であり、図１の車載用レーダー装置１００の薄型化を可能とする。また、図５のエンドファイアアレイアンテナ５４及び図６の進行波アンテナ６４は、使用周波数帯幅が広いため、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）の広帯域の電波を使用する用途に適している。また、図６の進行波アンテナ６４は、定在波が立たないため、周波数特性が広い。そのため、進行波アンテナ６４は、狭パルスのパルス波レーダー装置に適したアンテナとして採用することができる。また、進行波アンテナ６４は、平面で広帯域のロンビック型のアンテナであることがよい。また、上記のエンドファイアアレイアンテナ５４又は進行波アンテナ６４は、導電体とアンテナとを共にレドームに収容する構成としてもよい。導電体とアンテナとをレドームによりカバーして保護することができる。
【００５７】
また、本実施形態の図５のエンドファイアアレイアンテナ５４や図６の進行波アンテナ６４のように、送信波を放射するアンテナを電磁波の導波方向に平行な導電体板上に配置することが望ましい。
【００５８】
図７に、導電体板とアンテナのアンテナ面との距離に対する指向性の変化の概略図を示す。図７では、進行波アンテナ８４について説明するが、前述のエンドファイアアレイアンテナにおいても同様に説明できる。
【００５９】
図７において、８８は導電体板、８５は導電体板上に配置されたアンテナ、８６はアンテナのアンテナ面、８９はアンテナから放射される送信波の指向性である。
【００６０】
図７に示すように、進行波アンテナ８４では、導電体板８８とアンテナ８５のアンテナ面８６との距離ｈを短くすると、指向性８９のアンテナ面８６に対する仰角が大きくなる。ここで、距離ｈを無限長とした場合の指向性８９は、アンテナ面８６に対し平行となる。このように、導電体板８８上にアンテナ８５を配置して、アンテナ面８６と導電体板８８との距離ｈを調整することによって、アンテナ８５の指向性８９のアンテナ面８６に対する仰角を調整することができるため、車両にアンテナを配置した後に、車両に対して検知すべき対象物の範囲の調整をすることができる。
【００６１】
ここで、上記距離ｈは、アンテナ８５から放射する送信波の波長の１／８倍から５倍の長さとすることが望ましい。距離ｈを波長の１／８倍より短くすると送信波の放射効率が悪く、距離ｈを波長の５倍より長くすると導電体板８８を設けないことと等価となるためである。また、導電体板８８について、図２に示す筺体２７の一面を導電体板としてもよいし、筺体２７に代えて図４に示す車両５０のタイヤハウス４１や車両床下４２の鉄板を直接に導電体板としてもよい。筺体２７の一面を導電体板とすると、平面型送信アンテナを車両と独立させることができる。一方、車両の鉄板を直接に導電体板とすると、平面型送信アンテナの車両に締める割合をコンパクトにすることができる。
【００６２】
また、図１の平面型送信アンテナ１４を図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４とした場合、導電体板とアンテナとの間に誘電体を配置することが望ましい。当該誘電体の誘電率を誘電率εとすると、アンテナと導電体板との間に誘電体を配置することにより、アンテナと導電体板との間の電気長をε倍に長くすることが可能である。そのため、アンテナと導電体板との間に誘電体を配置することにより、上記距離ｈを１／εと短くして、図１の車載用レーダー装置１００のさらなる薄型化が可能である。
【００６３】
ここでは、平面型送信アンテナ１４について説明したが、これはアンテナの機能に着目したためであり、平面型受信アンテナ２１についても、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、図１の車載用レーダー装置１００を図４に示す車両５０のタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドウィンド４３に装着することとした場合、平面型受信アンテナ２１は、平面型送信アンテナ１４と同様にエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることが望ましい。
【００６４】
また、図１の平面型送信アンテナ１４をアンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として平面型送信アンテナ４７ａのように車両５０のリヤウィンド４４に設けることとした場合、平面型送信アンテナ４７ａは、図５で説明したエンドファイアアレイアンテナ又は図６で説明した進行波アンテナとすることが望ましい。図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４により、図４の車両５０のリヤウィンド４４に形成しつつ車両５０の横方向の対象物に向けて送信波を放射することができる。
【００６５】
また、図１の平面型送信アンテナ１４をアンテナ面の垂直方向に指向性を有する図３の平面型のアンテナ３４として平面型送信アンテナ４７ｂのように車両５０のサイドウィンド４３に設けることとした場合、平面型送信アンテナ４７ｂは、ブロードサイドアレイアンテナとすることが望ましい。
【００６６】
図８に、本実施形態に係るブロードサイドアレイアンテナの概略構成図を示す。図８において、（１）はブロードサイドアレイアンテナの上面図であり、（２）はブロードサイドアレイアンテナの側面図である。
【００６７】
図８において、７５は送信波を放射するアンテナ、７６はアンテナのアンテナ面、７７はアンテナから放射される送信波の放射方向、７８はアンテナを実装させる導電体板である。
【００６８】
ブロードサイドアレイアンテナ７４は、線状のアンテナ７５を導電体板７８上に行列状に配置したアンテナで送信波を放射方向７７のようにアンテナ面７６に対して垂直方向に放射する。このように、ブロードサイドアレイアンテナ７４により、平面型送信アンテナ４７ｂのように図４のサイドウィンド４３に平面型送信アンテナを形成してサイドウィンド４３から車両５０の横方向の対象物に向けて送信波を放射することができる。また、上記のブロードサイドアレイアンテナ７４は、導電体とアンテナとを共にレドームに収容する構成としてもよい。導電体とアンテナとをレドームによりカバーして保護することができる。
【００６９】
なお、前述したように、平面型受信アンテナは、平面型送信アンテナと同様の構成とすることができるため、当然に前述のエンドファイアアレイアンテナ、進行波アンテナ及びブロードサイドアレイアンテナと同様の構成とすることが望ましい。この場合、平面型受信アンテナとしてエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナを適用したときは、受信波の受信方向は、アンテナ面に対して略平行となり、平面型受信アンテナとしてブロードサイドアレイアンテナを適用したときは、受信波の受信方向は、アンテナ面に対して垂直となる。また、前述したように、平面型送信アンテナ及び平面型受信アンテナは送受兼用アンテナとすることができるため、前述のエンドファイアアレイアンテナ、進行波アンテナ及びブロードサイドアレイアンテナは、当然にそれぞれ送受兼用アンテナとすることができる。
【００７０】
ここでは、図１の平面型送信アンテナ１４について説明したが、これはアンテナの機能に着目したためであり、平面型受信アンテナ２１についても、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、平面型受信アンテナを図４の車両５０のリヤウィンド４４に装着することとした場合、図１の平面型送信アンテナ１４と同様にエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることが望ましい。図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４により、平面型受信アンテナを図４の車両５０のリヤウィンド４４に形成しつつ車両５０の横方向からの受信波を受信することができる。
【００７１】
また、同様に、図１の平面型受信アンテナ２１は、アンテナ面の垂直方向に指向性を有する図３の平面型のアンテナ３４として、平面型受信アンテナを図４の車両５０のサイドウィンド４３に装着することとした場合、図１の平面型送信アンテナ１４と同様にブロードサイドアレイアンテナとすることが望ましい。図８のブロードサイドアレイアンテナ７４により、平面型受信アンテナを図４のサイドウィンド４３に形成して車両５０の横方向からの受信波を受信することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の車載用レーダー装置は、車両の衝突防止や車線変更アシストを目的とした車載用レーダー装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の車載用レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図である。
【図２】本発明の車載用レーダー装置の一例を示した概略構成図である。
【図３】平面型のアンテナの一例を示した概略構成図である。
【図４】車載用レーダー装置及び平面型送信アンテナの車両における配置の一例を示した概略図である。
【図５】エンドファイアアレイアンテナの一例を示した概略構成図を示す。
【図６】進行波アンテナの一例を示した概略構成図である。
【図７】導電体板とアンテナのアンテナ面との距離に対する指向性の変化を示した概略図である。
【図８】ブロードサイドアレイアンテナの一例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１：信号出力回路、１２：発振器、１３：変調回路、１４：平面型送信アンテナ、２１：平面型受信アンテナ、２２：復調回路
２４：平面型のアンテナ、２６：アンテナ面、２７：筺体、２８：指向性、２９：装着面、３４：平面型のアンテナ、３６：アンテナ面、３８：指向性、３９：装着面
４０：タイヤ、４１：タイヤハウス、４２：車両床下、４３：サイドウィンド、４４：リヤウィンド、４５：サイドミラー、４６：進行方向、４７ａ、ｂ：平面型送信アンテナ、４８ａ−ｅ：送信波、４９ａ、ｂ：平面型受信アンテナ、５０：車両、５１ａ−ｅ：受信波
５４：エンドファイアアレイアンテナ、５５：アンテナ、５６：アンテナ面、５７：放射方向、５８：導電体板、６４：進行波アンテナ、６５：アンテナ、６６：アンテナ面、６７：放射方向、６８：導電体板、７４：ブロードサイドアレイアンテナ、７５：アンテナ、７６：アンテナ面、７７：放射方向、７８：導電体板、８４：進行波アンテナ、８５：アンテナ、８６：アンテナ面、８８：導電体板、８９：指向性
１００：車載用レーダー装置、１００ａ−ｃ：車載用レーダー装置、１０１：車載用レーダー装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、ミリ波、又は準ミリ波帯を用いた車載用レーダー装置に関する。特に、高さ方向の寸法を低く抑えた平面型のアンテナを備えた車載用レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミリ波を利用して車両周辺の障害物を検出する車載レーダー装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、高周波回路とアンテナとを一体化したレーダーモジュールが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載されているレーダーモジュールは車両に搭載する場合、アンテナが形成された基板面を検出方向に向けるようにして車両に搭載される。これは、パッチアレーアンテナを用いているため、アンテナ指向性が基板面に垂直な正面方向に形成されているためである。
【特許文献１】再公表ＷＯ２００３／０４０７５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているパッチアレーアンテナを備えたレーダーモジュールに車両前方又は後方の対象物を検出させる場合において、上記レーダーモジュールを車両前面や後面に搭載するときには、通常、バンパー内に搭載される。
【０００５】
一方、上記レーダーモジュールに車両横方向の対象物を検出させるためには、車両側面に搭載する必要がある。この場合、特許文献１に記載されている立体構造のレーダー装置では、別途穴を設けることができない車両の側面への搭載は不向きであり、車両の横方向の対象物の検出に大きな課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願第一発明では、車載用レーダー装置を、車両の側面に別途穴を設けることのない、タイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着することとした。
【０００７】
ここで、車載用レーダー装置を車両床下やタイヤハウスの内部上面に実装する場合、レーダーモジュールの実装空間を十分に確保できない。つまり、車両床下では、地面との距離に制限があるため、必要以上にレーダーモジュールを車両床下から突出させることができず、タイヤハウスでは、タイヤとの接触の恐れがあるため、必要以上にレーダーモジュールをタイヤハウスの内部上面から突出させることができない。
【０００８】
そこで、本願第一発明では、アンテナ面に略平行な方向に送信波を放射し又は受信波を受信する平面型のアンテナを備えた車載用レーダー装置を車両の特定の位置に配置することとした。
【０００９】
具体的には、本願第一発明は、送信波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信波をアンテナ面に略平行な方向に放射する平面型送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波をアンテナ面に略平行な方向から受信する平面型受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、前記送信波を車両の略横方向に放射するよう車両のタイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着されていることを特徴とする車載用レーダー装置である。
【００１０】
本発明の車載用レーダー装置は、アンテナ面に略平行な方向に送信波を放射し又は受信波を受信する平面型のアンテナを備えるため、装置全体の厚さを薄くすることが可能で、十分な実装空間を確保できない場所においても装着して車両の横方向の対象物を検知することができる。
【００１１】
上記第一発明において、前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることが望ましい。
【００１２】
本発明の車載用レーダー装置は、エンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることにより車載用レーダー装置の薄型化が可能である。
【００１３】
上記第一発明において、前記平面型送信アンテナの電磁波の導波方向に平行な導電体板が配置されていることが望ましい。
【００１４】
本発明の車載用レーダー装置は、アンテナ面と導電体板との距離を調整することによって、垂直平面内の指向性を調整することができる。
【００１５】
上記第一発明において、前記平面型送信アンテナと前記導電体板との間に誘電体が配置されていることが望ましい。
【００１６】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型送信アンテナと導電体板との間に誘電体を配置することにより、平面型送信アンテナと導電体板との距離を短くして車載用レーダー装置のさらなる薄型化が可能である。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本願第二発明では、車両の略横方向に送信波を放射し又は受信波を受信する平面型のアンテナを車両の特定のウィンドに形成することとした。
【００１８】
具体的には、本願第二発明は、送信波を送出する送信回路と、前記送信回路からの送信波を車両の略横方向に放射する平面型送信アンテナと、前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波を前記車両の略横方向から受信する平面型受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、前記平面型送信アンテナ及び前記平面型受信アンテナは、リヤウィンド又はサイドウィンドに形成されていることを特徴とする車載用レーダー装置である。
【００１９】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型のアンテナをリヤウィンド又はサイドウィンドに形成して車両の横方向の対象物を検知することができる。
【００２０】
上記第二発明において、リヤウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることが望ましい。
【００２１】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型送信アンテナをエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることにより、平面型送信アンテナをリヤウィンドに形成しつつ車両の横方向の対象物に向けて送信波を放射し又は受信波を受信することができる。
【００２２】
上記第二発明において、サイドウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがブロードサイドアレイアンテナであることが望ましい。
【００２３】
本発明の車載用レーダー装置は、平面型送信アンテナをブロードサイドアレイアンテナとすることにより、平面型送信アンテナをサイドウィンドに形成しつつ車両の横方向の対象物に向けて送信波を放射し又は受信波を受信することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、車両横方向の対象物を検出可能で狭あいな空間においても実装可能な車載用レーダー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の車載用レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図であって、車載用レーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【００２７】
図１において、１１は送信信号を出力する信号出力回路、１２は搬送波周波数で発振する発振器、１３は送信信号を基に送信波を生成する変調回路、１４は送信波を放射する平面型送信アンテナ、２１は対象物からの受信波を受信する平面型受信アンテナ、２２は受信波を復調する復調回路である。
【００２８】
送信回路には、信号出力回路１１、変調回路１３及び発振器１２が含まれる。受信回路には、発振器１２及び復調回路２２が含まれる。
【００２９】
信号出力回路１１は、送信信号を発生する。この送信信号は、パルス波でも、三角波のような連続波でもよく、車両近傍の対象物を検出できるものであればよい。
【００３０】
変調回路１３は、信号出力回路１１からの送信信号と発振器１２からの搬送波を混合して、送信波を出力する。搬送波の周波数は、１００ＧＨｚ以下が望ましい。１００ＧＨｚ以上の周波数では、空気中の伝搬損失が大きく車載用レーダー装置１００の検出距離限界が短くなる。
【００３１】
平面型送信アンテナ１４は、変調回路１３からの送信波を放射する。平面型受信アンテナ２１は、平面型送信アンテナ１４からの送信波のうち対象物で反射した受信波を受信する。なお、平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１の詳細については、後述する。
【００３２】
復調回路２２は、平面型受信アンテナ２１からの受信波を復調して受信信号を出力する。復調に際しては、例えば、同期検波や包絡線検波等の非同期検波の通常の技術で実現できる検波方式を適用することができる。本実施形態では、車載用レーダー装置１００の使用する周波数帯のローカル信号を発振器１２で発生させ、発生させたローカル信号に基づいて同期検波することとした。以上の構成により、送信波を放射したタイミングと受信波を受信したタイミングとが分かるので、車載用レーダー装置１００は、対象物を検知し対象物までの距離を検出することができる。
【００３３】
ここで、平面型送信アンテナ１４の構成について説明する。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る車載用レーダー装置の概略構成図である。また、図３は、平面型のアンテナを示した概略構成図である。
【００３５】
図２において、２４は平面型のアンテナ、２６は平面型のアンテナのアンテナ面、２７は筺体、２８は平面型のアンテナの指向性、２９は筺体を装着する装着面である。また、図３において、３４は平面型のアンテナ、３６は平面型のアンテナのアンテナ面、３８は平面型のアンテナの指向性、３９は平面型のアンテナが形成された装着面である。
【００３６】
図２に示す筺体２７は、図１で説明した車載用レーダー装置１００の信号出力回路１１、発振器１２、変調回路１３及び復調回路２２を内部に収容することができる。これにより、筺体２７と平面型のアンテナ２４とで車載用レーダー装置１０１を構成することができる。
【００３７】
図２に示す平面型のアンテナ２４は、アンテナ面２６に平行な方向に指向性２８を有し、平面型のアンテナ２４から送信波を指向性２８のようにアンテナ面２６に略平行な方向に放射する。車載用レーダー装置１０１は、車両での配置位置に併せて、平面型のアンテナ２４のアンテナ面２６が装着面２９に平行となるように装着面２９に装着して、アンテナ面２６の垂直方向への厚みが薄い車載用レーダー装置とすることができる。一方、平面型のアンテナ２４のみを装着面２９に形成することもできる。例えば、装着面２９にアンテナのパターンを印刷して形成することができる。図１に示す平面型送信アンテナ１４は、車両での配置位置に併せて、図２の平面型のアンテナ２４に示すように、アンテナ面２６の垂直方向への厚みが薄い平面型の送信アンテナとすることもできる。
【００３８】
図３に示す平面型のアンテナ３４は、アンテナ面３６に垂直方向に指向性３８を有し、平面型のアンテナ３４から送信波を指向性３８のようにアンテナ面３６の垂直方向に放射する。また、図３に示す平面型のアンテナ３４は、アンテナ面３６を車両の装着面３９に平行に形成する。図１に示す平面型送信アンテナ１４は、車両での配置位置に併せて、図３の平面型のアンテナ３４に示すように、アンテナ面３６の垂直方向への厚みが薄い平面型の送信アンテナとすることもできる。
【００３９】
次に、図１の平面型受信アンテナ２１の構成について説明する。
【００４０】
図１に示す平面型受信アンテナ２１は、図２及び図３で説明した平面型のアンテナと全く同様の構成で、受信波を受信する平面型の受信アンテナとすることができる。図１の平面型受信アンテナ２１を図２に示す平面型のアンテナ２４と同様の構成とした場合には、図１に示す平面型受信アンテナ２１は、図２のアンテナ面２６を装着面２９に平行としアンテナ面２６に平行な方向に指向性２８を有して、指向性２８のようにアンテナ面２６に略平行な方向から到来する受信波を受信する。一方、平面型受信アンテナ２１を図３に示す平面型のアンテナ３４と同様の構成とした場合には、図１に示す平面型受信アンテナ２１は、図３のアンテナ面３６の垂直方向に指向性３８を有し、指向性３８のようにアンテナ面３６の垂直方向から到来する受信波を受信する。
【００４１】
また、図１の平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１は、送受兼用アンテナとしてもよい。本実施形態の車載用レーダー装置１００の場合、送受兼用アンテナとして、アンテナの実装スペースをコンパクトにすることができる。
【００４２】
ここで、図１の車載用レーダー装置１００及び平面型送信アンテナ１４の車両における配置について説明する。図４は、本実施形態に係る車載用レーダー装置及び平面型送信アンテナの車両における配置を示した概略図である。図４において、（１）は車両の側面図であり、（２）は車両の上面図である。
【００４３】
図４において、５０は車両、４０はタイヤ、４１は車両のタイヤを収容するタイヤハウス、４２は車両床下、４３は車両のサイドウィンド、４４は車両のリヤウィンド、４５はサイドミラー、４７ａ、４７ｂはそれぞれ別個の平面型送信アンテナ、１００ａ、１００ｂ、１００ｃはそれぞれ別個の車載用レーダー装置である。
【００４４】
図１に示す車載用レーダー装置１００は、平面型送信アンテナ１４をアンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４とし及び平面型受信アンテナ２１をアンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、図４の車載用レーダー装置１００ａに示すようにタイヤハウス４１、車載用レーダー装置１００ｂに示すように車両床下４２、若しくは車載用レーダー装置１００ｃに示すようにサイドミラー４５に装着する。
【００４５】
ここで、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃをそれぞれタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドミラー４５に装着する場合、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの平面型送信アンテナ及び平面型受信アンテナは、図２の平面型のアンテナ２４の指向性を図４の車両５０の進行方向４６に対して略横方向に一致させるようにして、且つ図２の平面型のアンテナ２４のアンテナ面２６が図４の車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃを装着する装着面（図２の車載用レーダー装置１０１の装着面２９に相当する面）に平行となるように装着する。
【００４６】
このように車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃを車両５０に装着することで、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、各車載用レーダー装置の平面型送信アンテナにより各アンテナに対応する送信波４８ａ、４８ｂ、４８ｃを車両５０の進行方向４６に対して略横方向に放射することができる。また、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、各車載用レーダー装置の平面型受信アンテナにより各アンテナに対応する受信波５１ａ、５１ｂ、５１ｃを車両５０の進行方向４６に対して略横方向から受信することができる。なお、車両５０は、進行方向４６の反対の方向にも進行し、この場合も、当然に車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、各車載用レーダー装置の平面型送信アンテナから車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向に各アンテナに対応する送信波４８ａ、４８ｂ、４８ｃを放射し、各車載用レーダー装置の平面型受信アンテナにより各アンテナに対応する受信波５１ａ、５１ｂ、５１ｃを車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向から受信する。
【００４７】
このように、図１に示す本実施形態の車載用レーダー装置１００は、平面型送信アンテナ１４としてアンテナ面に略平行な方向に送信波を放射する平面型送信アンテナを備え、平面型受信アンテナ２１としてアンテナ面に略平行な方向からの受信波を受信する平面型受信アンテナを備えるため、アンテナ面が車載用レーダー装置を装着する面に平行となるように装着することで装置全体の厚さを薄くすることが可能で、図４に示すように十分な実装空間を確保できない場所であるタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドミラー４５に装着して車両５０の横方向の対象物を検知することができる。
【００４８】
また、図１に示す平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１は、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、平面型送信アンテナ４７ａ及び平面型受信アンテナ４９ａに示すように車両５０のリヤウィンド４４に形成し、又はアンテナ面の垂直方向に指向性を有する図３の平面型のアンテナ３４として、平面型送信アンテナ４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ｂに示すように車両５０のサイドウィンド４３に形成する。
【００４９】
ここで、図１の平面型送信アンテナ１４及び平面型受信アンテナ２１は、図２に示す平面型のアンテナ２４の指向性を図４の車両５０の進行方向４６に対して略横方向に一致させるようにして車両５０のリヤウィンド４４に形成する。また、図３の平面型のアンテナ３４の指向性を図４の車両５０の進行方向４６に対して略横方向に一致させるようにして車両５０のサイドウィンド４３に形成する。なお、図４では、平面型送信アンテナ４７ａ、平面型受信アンテナ４９ａ、平面型送信アンテナ４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ｂを車両５０にそれぞれ別に設けたが、前述のように、平面型送信アンテナ４７ａ及び平面型受信アンテナ４９ａ、平面型送信アンテナ４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ｂは、それぞれ送受兼用アンテナとすることもできる。
【００５０】
このように平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ａ、４９ｂを車両５０に形成することで、平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂは、各アンテナに対応する送信波４８ｄ、４８ｅを車両５０の進行方向４６に対して略横方向に放射する。また、平面型受信アンテナ４９ａ、４９ｂは、各アンテナに対応する受信波５１ｄ、５１ｅを車両５０の進行方向４６に対して略横方向から受信する。なお、車両５０は、進行方向４６の反対の方向にも進行し、この場合も、当然に平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂは、各アンテナに対応する送信波４８ｄ、４８ｅを車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向に放射し、平面型受信アンテナは、各アンテナに対応する受信波５１ｄ、５１ｅを図４に示す車両５０の進行方向４６の反対の方向に対して略横方向から受信する。
【００５１】
このように、図１に示す本実施形態の車載用レーダー装置１００は、平面型送信アンテナ１４として車両の略横方向に送信波を放射する平面型送信アンテナを備え、平面型受信アンテナ２１として平面型送信アンテナ１４からの送信波のうち対象物で反射した受信波を受信する平面型受信アンテナを備えるため、図４に示す平面型送信アンテナ及び平面型受信アンテナをリヤウィンド４４又はサイドウィンド４３に形成して車両５０の横方向の対象物を検知することができる。
【００５２】
本実施形態では、車載用レーダー装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ並びに平面型送信アンテナ４７ａ、４７ｂ及び平面型受信アンテナ４９ａ、４９ｂは、それぞれ進行方向４６に対して車両５０の右側側面に配置しているが、当然に左側側面に配置して、進行方向４６に対して車両５０の左側の略横方向に各アンテナに対応する送信波を放射し、又進行方向４６に対して車両５０の左側の略横方向から各アンテナに対応する受信波を受信することもできる。また、車載用レーダー装置１００ａは、車両５０の前輪側のタイヤハウス４１に配置したが、当然に車両５０の後輪側のタイヤハウスに配置することもできる。また、本実施形態では、車両５０のサイドウィンド４３を、セダン等の車両の後部座席側に配置された三角窓としたが、サイドウィンドとして、例えば、ワゴン車等の車両の前席側に配置された三角窓若しくは固定窓、又はクーペ等の車両の後部窓を採用することとしてもよい。
【００５３】
ここで、図１の平面型送信アンテナ１４は、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、図１の車載用レーダー装置１００を図４に示す車両５０のタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドウィンド４３に装着することとした場合、エンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることが望ましい。
【００５４】
図５に、本実施形態に係るエンドファイアアレイアンテナの概略構成図を示す。図５において、（１）はエンドファイアアレイアンテナの上面図であり、（２）はエンドファイアアレイアンテナの側面図である。また、図６に、本実施形態に係る進行波アンテナの概略構成図を示す。図６において、（１）は進行波アンテナの上面図であり、（２）は進行波アンテナの側面図である。
【００５５】
図５において、５５は送信波を放射するアンテナ、５６はアンテナのアンテナ面、５７はアンテナから放射される送信波の放射方向、５８はアンテナを実装させる導電体板である。また、図６において、６５は送信波を放射するアンテナ、６６はアンテナのアンテナ面、６７はアンテナから放射される送信波の放射方向、６８はアンテナを実装させる導電体板である。
【００５６】
図５に示すエンドファイアアレイアンテナ５４は、線状のアンテナ５５を導電体板５８上に並列に配置したアンテナで送信波を放射方向５７のようにアンテナ面５６に略平行な方向に放射する。また、図６に示す進行波アンテナ６４は、線状のアンテナ６５を導電体板６８上に配置したアンテナで送信波を放射方向６７のようにアンテナ面６６に略平行な方向に放射する。このように、図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４は、送信波を放射するアンテナが線状であり、図１の車載用レーダー装置１００の薄型化を可能とする。また、図５のエンドファイアアレイアンテナ５４及び図６の進行波アンテナ６４は、使用周波数帯幅が広いため、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）の広帯域の電波を使用する用途に適している。また、図６の進行波アンテナ６４は、定在波が立たないため、周波数特性が広い。そのため、進行波アンテナ６４は、狭パルスのパルス波レーダー装置に適したアンテナとして採用することができる。また、進行波アンテナ６４は、平面で広帯域のロンビック型のアンテナであることがよい。また、上記のエンドファイアアレイアンテナ５４又は進行波アンテナ６４は、導電体とアンテナとを共にレドームに収容する構成としてもよい。導電体とアンテナとをレドームによりカバーして保護することができる。
【００５７】
また、本実施形態の図５のエンドファイアアレイアンテナ５４や図６の進行波アンテナ６４のように、送信波を放射するアンテナを電磁波の導波方向に平行な導電体板上に配置することが望ましい。
【００５８】
図７に、導電体板とアンテナのアンテナ面との距離に対する指向性の変化の概略図を示す。図７では、進行波アンテナ８４について説明するが、前述のエンドファイアアレイアンテナにおいても同様に説明できる。
【００５９】
図７において、８８は導電体板、８５は導電体板上に配置されたアンテナ、８６はアンテナのアンテナ面、８９はアンテナから放射される送信波の指向性である。
【００６０】
図７に示すように、進行波アンテナ８４では、導電体板８８とアンテナ８５のアンテナ面８６との距離ｈを短くすると、指向性８９のアンテナ面８６に対する仰角が大きくなる。ここで、距離ｈを無限長とした場合の指向性８９は、アンテナ面８６に対し平行となる。このように、導電体板８８上にアンテナ８５を配置して、アンテナ面８６と導電体板８８との距離ｈを調整することによって、アンテナ８５の指向性８９のアンテナ面８６に対する仰角を調整することができるため、車両にアンテナを配置した後に、車両に対して検知すべき対象物の範囲の調整をすることができる。
【００６１】
ここで、上記距離ｈは、アンテナ８５から放射する送信波の波長の１／８倍から５倍の長さとすることが望ましい。距離ｈを波長の１／８倍より短くすると送信波の放射効率が悪く、距離ｈを波長の５倍より長くすると導電体板８８を設けないことと等価となるためである。また、導電体板８８について、図２に示す筺体２７の一面を導電体板としてもよいし、筺体２７に代えて図４に示す車両５０のタイヤハウス４１や車両床下４２の鉄板を直接に導電体板としてもよい。筺体２７の一面を導電体板とすると、平面型送信アンテナを車両と独立させることができる。一方、車両の鉄板を直接に導電体板とすると、平面型送信アンテナの車両に締める割合をコンパクトにすることができる。
【００６２】
また、図１の平面型送信アンテナ１４を図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４とした場合、導電体板とアンテナとの間に誘電体を配置することが望ましい。当該誘電体の誘電率を誘電率εとすると、アンテナと導電体板との間に誘電体を配置することにより、アンテナと導電体板との間の電気長をε倍に長くすることが可能である。そのため、アンテナと導電体板との間に誘電体を配置することにより、上記距離ｈを１／εと短くして、図１の車載用レーダー装置１００のさらなる薄型化が可能である。
【００６３】
ここでは、平面型送信アンテナ１４について説明したが、これはアンテナの機能に着目したためであり、平面型受信アンテナ２１についても、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、図１の車載用レーダー装置１００を図４に示す車両５０のタイヤハウス４１、車両床下４２又はサイドウィンド４３に装着することとした場合、平面型受信アンテナ２１は、平面型送信アンテナ１４と同様にエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることが望ましい。
【００６４】
また、図１の平面型送信アンテナ１４をアンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として平面型送信アンテナ４７ａのように車両５０のリヤウィンド４４に設けることとした場合、平面型送信アンテナ４７ａは、図５で説明したエンドファイアアレイアンテナ又は図６で説明した進行波アンテナとすることが望ましい。図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４により、図４の車両５０のリヤウィンド４４に形成しつつ車両５０の横方向の対象物に向けて送信波を放射することができる。
【００６５】
また、図１の平面型送信アンテナ１４をアンテナ面の垂直方向に指向性を有する図３の平面型のアンテナ３４として平面型送信アンテナ４７ｂのように車両５０のサイドウィンド４３に設けることとした場合、平面型送信アンテナ４７ｂは、ブロードサイドアレイアンテナとすることが望ましい。
【００６６】
図８に、本実施形態に係るブロードサイドアレイアンテナの概略構成図を示す。図８において、（１）はブロードサイドアレイアンテナの上面図であり、（２）はブロードサイドアレイアンテナの側面図である。
【００６７】
図８において、７５は送信波を放射するアンテナ、７６はアンテナのアンテナ面、７７はアンテナから放射される送信波の放射方向、７８はアンテナを実装させる導電体板である。
【００６８】
ブロードサイドアレイアンテナ７４は、線状のアンテナ７５を導電体板７８上に行列状に配置したアンテナで送信波を放射方向７７のようにアンテナ面７６に対して垂直方向に放射する。このように、ブロードサイドアレイアンテナ７４により、平面型送信アンテナ４７ｂのように図４のサイドウィンド４３に平面型送信アンテナを形成してサイドウィンド４３から車両５０の横方向の対象物に向けて送信波を放射することができる。また、上記のブロードサイドアレイアンテナ７４は、導電体とアンテナとを共にレドームに収容する構成としてもよい。導電体とアンテナとをレドームによりカバーして保護することができる。
【００６９】
なお、前述したように、平面型受信アンテナは、平面型送信アンテナと同様の構成とすることができるため、当然に前述のエンドファイアアレイアンテナ、進行波アンテナ及びブロードサイドアレイアンテナと同様の構成とすることが望ましい。この場合、平面型受信アンテナとしてエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナを適用したときは、受信波の受信方向は、アンテナ面に対して略平行となり、平面型受信アンテナとしてブロードサイドアレイアンテナを適用したときは、受信波の受信方向は、アンテナ面に対して垂直となる。また、前述したように、平面型送信アンテナ及び平面型受信アンテナは送受兼用アンテナとすることができるため、前述のエンドファイアアレイアンテナ、進行波アンテナ及びブロードサイドアレイアンテナは、当然にそれぞれ送受兼用アンテナとすることができる。
【００７０】
ここでは、図１の平面型送信アンテナ１４について説明したが、これはアンテナの機能に着目したためであり、平面型受信アンテナ２１についても、アンテナ面に平行な方向に指向性を有する図２の平面型のアンテナ２４として、平面型受信アンテナを図４の車両５０のリヤウィンド４４に装着することとした場合、図１の平面型送信アンテナ１４と同様にエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナとすることが望ましい。図５のエンドファイアアレイアンテナ５４又は図６の進行波アンテナ６４により、平面型受信アンテナを図４の車両５０のリヤウィンド４４に形成しつつ車両５０の横方向からの受信波を受信することができる。
【００７１】
また、同様に、図１の平面型受信アンテナ２１は、アンテナ面の垂直方向に指向性を有する図３の平面型のアンテナ３４として、平面型受信アンテナを図４の車両５０のサイドウィンド４３に装着することとした場合、図１の平面型送信アンテナ１４と同様にブロードサイドアレイアンテナとすることが望ましい。図８のブロードサイドアレイアンテナ７４により、平面型受信アンテナを図４のサイドウィンド４３に形成して車両５０の横方向からの受信波を受信することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の車載用レーダー装置は、車両の衝突防止や車線変更アシストを目的とした車載用レーダー装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の車載用レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図である。
【図２】本発明の車載用レーダー装置の一例を示した概略構成図である。
【図３】平面型のアンテナの一例を示した概略構成図である。
【図４】車載用レーダー装置及び平面型送信アンテナの車両における配置の一例を示した概略図である。
【図５】エンドファイアアレイアンテナの一例を示した概略構成図を示す。
【図６】進行波アンテナの一例を示した概略構成図である。
【図７】導電体板とアンテナのアンテナ面との距離に対する指向性の変化を示した概略図である。
【図８】ブロードサイドアレイアンテナの一例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１：信号出力回路、１２：発振器、１３：変調回路、１４：平面型送信アンテナ、２１：平面型受信アンテナ、２２：復調回路
２４：平面型のアンテナ、２６：アンテナ面、２７：筺体、２８：指向性、２９：装着面、３４：平面型のアンテナ、３６：アンテナ面、３８：指向性、３９：装着面
４０：タイヤ、４１：タイヤハウス、４２：車両床下、４３：サイドウィンド、４４：リヤウィンド、４５：サイドミラー、４６：進行方向、４７ａ、ｂ：平面型送信アンテナ、４８ａ−ｅ：送信波、４９ａ、ｂ：平面型受信アンテナ、５０：車両、５１ａ−ｅ：受信波
５４：エンドファイアアレイアンテナ、５５：アンテナ、５６：アンテナ面、５７：放射方向、５８：導電体板、６４：進行波アンテナ、６５：アンテナ、６６：アンテナ面、６７：放射方向、６８：導電体板、７４：ブロードサイドアレイアンテナ、７５：アンテナ、７６：アンテナ面、７７：放射方向、７８：導電体板、８４：進行波アンテナ、８５：アンテナ、８６：アンテナ面、８８：導電体板、８９：指向性
１００：車載用レーダー装置、１００ａ−ｃ：車載用レーダー装置、１０１：車載用レーダー装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を送出する送信回路と、
前記送信回路からの送信波をアンテナ面に略平行な方向に放射する平面型送信アンテナと、
前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波をアンテナ面に略平行な方向から受信する平面型受信アンテナと、
前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、
前記送信波を車両の略横方向に放射するよう車両のタイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着されていることを特徴とする車載用レーダー装置。
【請求項２】
前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることを特徴とする請求項１に記載の車載用レーダー装置。
【請求項３】
前記平面型送信アンテナの電磁波の導波方向に平行な導電体板が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車載用レーダー装置。
【請求項４】
前記平面型送信アンテナと前記導電体板との間に誘電体が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車載用レーダー装置。
【請求項５】
送信波を送出する送信回路と、
前記送信回路からの送信波を車両の略横方向に放射する平面型送信アンテナと、
前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波を前記車両の略横方向から受信する平面型受信アンテナと、
前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、
前記平面型送信アンテナ及び前記平面型受信アンテナは、リヤウィンド又はサイドウィンドに形成されていることを特徴とする車載用レーダー装置。
【請求項６】
リヤウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることを特徴とする請求項５に記載の車載用レーダー装置。
【請求項７】
サイドウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがブロードサイドアレイアンテナであることを特徴とする請求項５に記載の車載用レーダー装置。
【請求項１】
送信波を送出する送信回路と、
前記送信回路からの送信波をアンテナ面に略平行な方向に放射する平面型送信アンテナと、
前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波をアンテナ面に略平行な方向から受信する平面型受信アンテナと、
前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、
前記送信波を車両の略横方向に放射するよう車両のタイヤハウス、車両床下又はサイドミラーに装着されていることを特徴とする車載用レーダー装置。
【請求項２】
前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることを特徴とする請求項１に記載の車載用レーダー装置。
【請求項３】
前記平面型送信アンテナの電磁波の導波方向に平行な導電体板が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車載用レーダー装置。
【請求項４】
前記平面型送信アンテナと前記導電体板との間に誘電体が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車載用レーダー装置。
【請求項５】
送信波を送出する送信回路と、
前記送信回路からの送信波を車両の略横方向に放射する平面型送信アンテナと、
前記送信アンテナからの送信波のうち対象物で反射した受信波を前記車両の略横方向から受信する平面型受信アンテナと、
前記受信アンテナからの受信波を復調する受信回路と、を備え、
前記平面型送信アンテナ及び前記平面型受信アンテナは、リヤウィンド又はサイドウィンドに形成されていることを特徴とする車載用レーダー装置。
【請求項６】
リヤウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがエンドファイアアレイアンテナ又は進行波アンテナであることを特徴とする請求項５に記載の車載用レーダー装置。
【請求項７】
サイドウィンドに形成された前記平面型送信アンテナがブロードサイドアレイアンテナであることを特徴とする請求項５に記載の車載用レーダー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−６４７３０（Ｐ２００７−６４７３０Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４９１６８（Ｐ２００５−２４９１６８）
【出願日】平成１７年８月３０日（２００５．８．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３０日（２００５．８．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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